全國中小學科展

第52屆--民國101年

交通安全輔具之設計

就新北市而言,駕駛人未注意前方狀況而導致交通事故的件數高達3,710件(100年1-8月),居交通事故發生原因的榜首!國內從97年起建置TMC即時交通廣播系統,透過系統與導航設備的整合讓用路人更清楚路況資訊,路況須由民眾「主動」提供。但根據交通部統計處的調查分析,有88.8%的駕駛不會主動反應路況,再加上即時路況僅侷限於重要幹道或國道,資訊深度與廣度嚴重不足! 因此,我們改良傳統交通錐,保留原有的形狀涵義,縮小體積,重新設計警示訊號,並利用數位科技的結合,擴大警示範圍,藉此有效的降低此一問題的發生!作品分為全方位LED警示燈、語音警示系統兩大部分,各系統間以藍芽和3G行動網路互相連接。

逆‧用

"逆‧用"就是運用PLC結合RO逆滲透完成廢水回收再利用自動化系統 "Recycling-Using Automatic Control System" (簡稱"RU"),也取"利用"諧音意義。廢水回收利用過程,若用手動完成,既麻煩又費時費力,因此我們要創造一個讓每個人都能輕鬆做環保的省水環境,達到[節能減碳水循環,自動控制好方便]的目標。透過實驗結果得知,RO純水50加侖/日,充分運用廢水量622.08公升/日,每個月可節省19噸的自來水,相當於節省19度,月省158.55元的水費,同時廢水經由檢驗後,沒有發現自來水水質內含汞與砷的成份,而且TDS低於200ppm,代表目前南台灣水質還不錯,用於花草灌溉沒有汙染土質之危害。

角力-秀姑巒溪口角閃石之破裂成因

秀姑巒溪口左岸的海蝕平台屬於都巒山層中的石門火山角礫岩,為海岸山脈的火山在淺海噴發堆積而成。其岩性屬於安山岩質,其中所含的角閃石具有許多裂痕。因此希望透過實地觀察量測與角閃石擠壓實驗來瞭解角閃石的裂痕成因。由周圍岩石的裂痕方向可以推知此地擠壓的方向為西北西、東南東,和文獻吻合。而在研究過程中得知角閃石的c軸是堅韌的矽氧四面體雙鏈延伸,而a、b軸上金屬離子較少的a、b位址最為脆弱,受外力作用時,易斷裂形成解理。經測量發現當地角閃石破裂方向在東西向及西北東南向分布各約30%,並由角閃石受壓應力破裂實驗結果推知:礦物受外力除沿本身結構的弱面即解理面破裂外,也有機會因為應力作用而沿特定方向裂開形成節理。

金烏玉兔相伴天

日月共存於地平面上的時數受到日出日沒及月出月沒變化影響,日月共存時數達最長集中於初一、初廿九、初三十,之後則共存時數趨短;日月共存時數達最短則集中於初十五、初十六、初十七,之後則共存時數趨長。緯度高低除影響日照時數外,「最長日月共存時數」亦隨緯度變化,緯度愈高則「日照時數」愈長,亦日月共存時間愈長;反之,緯度愈低則最長日月共存時數愈短。「最長日月共存時數」最長可接近或等於當日「日照時數」,故以該地回歸年內日照時數變化與朔望月月相變化即可初步判斷該日「日月共存」的時數;但高緯度地區在朔日前後的日月共存時數則介於該地回歸年內最長日照時數與最短日照時數之間變動。

填填圈-從數字和與重覆部份討論每邊和相等問題

填填圈是一個常見的數學遊戲,規則是在一個三角形的每一邊畫上三個圈圈,並在圈圈內分別填入數字1~6使每邊數字和相等,我們討論了四邊形、五邊形、六邊形(規則不變)和可用數字範圍加大的進階版三、四邊形,以及每邊和與每邊平方和都相等的三、四邊形。普通版的研究我們找到一種適用於三、四、五、六邊形的快速刪解法稱作「三數字消去法」與「雙三數字消去法」,另外我們還發現普通版和進階版的填填圈均有「互補關係」,只要找出一半的答案,便能推出另外一半的解答。最後還發現只要找出一組答案便能以等差推出無限組其他的解答,稱為「平移關係」。以及找出所有奇數邊放入連續整數時必有的一解與排法。

春季長江淡水對台灣海峽北部溫鹽之影響

本研究透過國科會海洋學門資料庫取得緯度25N~26.6N經度119.4E~120.6E,2002~2005年海洋研究船獲得之實測海水溫鹽資料,研究長江淡水對台灣海峽溫鹽之影響,並透過溫鹽圖了解台灣海峽北部之水團溫鹽特性,考量長江大壩於2003年蓄水,且冬季航次極少,因此取用之樣本分別為2002年春季、2004年春季、2005年春季,研究發現在春季有一明顯之海水鋒面位於東經120~121度之間,東側溫鹽均高,西側則為低溫低鹽,應是長江淡水進入海峽的影響,此外,台灣海峽西側海流的年際變化較大,尤其是表層海水受中國沿岸流帶來東海陸棚水影響非常明顯,在垂直方向上,海峽西側在水深22~25公尺左右均有一明顯鹽度分界線,應是表層低鹽低溫的長江淡水和南方的海水的交界面。

尼「煞」得住我-利用阻尼擺及渦電流來探討電磁煞車的效能

本研究是利用簡易的電磁阻尼擺裝置,探討各式線圈通過磁場時,因磁通量變化產生感應電流及磁場並阻止線圈運動。實驗第一階段結果顯示出線圈匝數越多或是電流越大,則感應的磁場就越強,越能將擺盪中的線圈速度減低。實驗第二階段是直徑粗的漆包線因為電阻小,所以雖然纏繞圈數只有20圈,但是對於速度減緩的效果卻比80圈的細線圈要好158杪。實驗第三階段我們也製作了一個簡易的渦電流煞車裝置,利用不同的金屬圓盤來比較感應磁場的差異,意外發現到磁性金屬和非磁性金屬間對於渦電流產生的變化不同,而利用渦電流所產生的阻尼作用只適用於非磁性金屬。目前0.3公分厚的鋁盤效果最好的是從12.7圈/秒到停止只花了1.06秒,在未來我們希望先應用在腳踏車上來使腳踏車煞車成為有效又經濟實用的煞車方法。

消失的墊片-Linsanity刀座

高一在學校上車床實習課時,每個人的第一步驟就是調整車刀高度來校正中心,調整時需使用很多的墊片,所以每位同學都買了一盒墊片,全校機械類組一個年級有七班,每一盒2kg,所以每一年我們學校共浪費了500kg的資源,更何況現在正在提倡節能減碳,真的不環保,而且墊片規格很多,校正中心時需要反覆的拆裝,不僅浪費太多的時間甚至連螺栓都遭到破壞或對不到中心,每當車刀太高或太低會造成牙角變大錐度值變小的問題而且不同的加工又需更換不同的刀具。因此我設計了「Linsanity刀座」,把複式刀座改良不需複雜的構造或用配合來工作,目的就是取代墊片的繁雜性進而節省時間,以致快速對準中心且不用再校正,更可以隨時精確的更換刀具且不用考慮校正之問題。

紙來土混-廢紙混合培養土之使用

經濟發展迅速,人們的消費能力提升,廢棄物的數量也與日俱增,政府持續在提倡資源回收,雖然效果顯著,但是地球資源畢竟有限。「如何做環保?」已成為全人類首當其衝的議題。一般將廢紙妥善處理,除了再製為再生紙外,是否也能調製成為具有經濟價值的培養土?作為本實驗的課題。 在實驗中,也發現到一般培養土所栽種出來的植物,不論是發芽率、成長速度、保水性等都不如有添加廢紙紙漿的培養土所栽種出的植物好。將此實驗結果運用於農業及園藝上,其好處不僅能幫助植物成長,亦能降低栽種成本及節省水資源,繼而可減少購買土壤的需求量及提升廢紙再利用的價值,有助於森林保育。真可說是一舉數得。

圓錐曲線內接三角形的定點與包絡線

本文主要在探索圓錐曲線上,以某點A為固定頂點的內接三角形,所具有的特殊性質。當A點的兩夾邊斜率相乘為固定數時,我們用了一個較為簡潔的方法證明之前文獻已有的結論:『A點的對應邊必通過一定點。』另外,本文證明出點的兩夾邊斜率相加為固定數時,若為圓、橢圓與雙曲線,A點的對應邊必通過一定點;但在拋物線的情況下,點的對應邊則會產生一系列的平行直線。本文也針對一些相乘或相加的特殊固定值作了詳細的分析。此外,若角A為固定角度的情形下,我們也利用了GeoGebra繪出其包絡線的圖形。